nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 độ tại các mỏ than hầm lò vùng quảng ninh nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hoá gương lò ngắn

Nghiên cứu áp dụng giới hoá gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh ViƯn Khoa häc c«ng nghƯ Má -&&& Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ giới hoá khai thác vỉa dày, dốc 45 mỏ than hầm lò vùng Quảng ninh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài độc lập cấp nhà nớc Chuyên đề: Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá Gơng lò ngắn Cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa học Công nghệ Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Anh Tuấn 7004-7 20/10/2008 Hà Nội, năm 2006 Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Viện Khoa học công nghệ Má -&&& -Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ giới hoá khai thác vỉa dày, dốc 45 mỏ than hầm lò vùng Quảng ninh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài độc lập cấp nhà nớc Chuyên đề: Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá Gơng lò ngắn Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài TS Nguyễn Anh Tuấn Hà Nội, năm 2006 Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Tham gia thực đề tài Phùng Mạnh Đắc: Tiến sü - ViƯn tr−ëng Ngun Anh Tn: TiÕn sü - P Viện trởng - Chủ nhiệm đề tài Trơng Đức D: Tiến sỹ - Trởng phòng CNKT Hầm lò Trần Tuấn Ngạn: ThS khai thác mỏ - Phó phòng CNKT Hầm lò Đặng Hồng Thắng: ThS khai thác mỏ Đào Hồng Quảng: ThS khai thác mỏ Nguyễn Văn Hậu: KS khai thác mỏ Ngô Thanh Tùng: KS khai thác mỏ Trần Minh Tiến: KS khai thác mỏ 10 Đào Ngọc Hoàng: KS khai thác mỏ 11 Phạm Trung Nguyên: KS khai thác mỏ 12 Tạ Đăng Đại: KS khai thác mỏ 13 Đinh Văn Cờng: KS khai thác mỏ 14 Hoàng Thị Tuyển: KS kinh tế 15 Nguyễn Đình Thống: ThS điện mỏ - TP Máy thiết bị mỏ 16 TrÇn Thuú Trang: CN kinh tÕ - PP Kinh tÕ dự án 17 Nguyễn Văn Hợp: KS địa vật lý 18 Ngô Văn Sỹ: KS địa chất mỏ 19 Nguyễn Văn Sơn: KS trắc địa mỏ Và số cán bé kü tht, kinh tÕ cđa ViƯn KHCN Má vµ Công ty khai thác than hầm lò Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Mục lục Trang Mở đầu Chơng I: Đánh giá yếu tố địa chất- kỹ thuật mỏ ảnh hởng đến công nghệ khai thác gơng lò ngắn điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh I Khái niệm hệ thống khai thác gơng lò ngắn II ảnh hởng yếu tố địa chất- kỹ thuật mỏ đến khả áp dụng giới hoá khai thác gơng lò ngắn 10 III Đánh giá trữ lợng than đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ số khoáng sàng than đặc trng vùng Quảng Ninh 17 IV Đề xuất phạm vi áp dụng công nghệ giới hoá gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh 24 V Kết luận 31 Chơng II: Đề xuất sơ đồ công nghệ đồng thiết bị giới hóa gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh 33 I Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng giới hoá gơng lò ngắn điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ phức tạp nớc có công nghiệp khai thác than phát triển 33 II Tổng quan tình hình áp dụng công nghệ khai thác gơng lò ngắn mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 73 III Nghiên cứu đề xuất sơ đồ công nghệ giới hoá gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh 75 IV Kết luận 77 Chơng III: Đề xuất xây dựng sơ đồ công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn điều kiện vùng Quảng Ninh 79 I Đề xuất xây dựng sơ đồ công nghệ giới hoá gơng lò ngắn vỉa 10- Hà Lầm 79 II Đề xuất lựa chọn xây dựng sơ đồ công nghệ giới hoá gơng lò ngắn vỉa dốc Tây Vàng Danh 89 III Kết luận 97 Kết luận kiến nghị 99 Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn mở đầu Trong công nghiệp khai thác than hầm lò, để tiến hành khai thác mét vØa hc cơm vØa than tõ tr−íc tíi thờng áp dụng hai loại hình công nghệ khai thác chung công nghệ khai thác gơng lò chợ dài công nghệ khai thác gơng lò ngắn Các gơng lò đợc gọi gơng lò ngắn xuất áp lực mỏ hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện bền vững lớp đá đờng cuối gơng lò Ngợc lại, xuất áp lực mỏ phụ thuộc không đáng kể vào điều kiện bền vững lớp đá mỏ cuối đờng gơng lò gọi gơng lò chợ dài Trên giới, công nghệ khai thác gơng lò ngắn đợc áp dụng rộng rÃi nhiều nớc nh Mỹ, Liên Xô (cũ), Anh, Đức, Ba Lan, ấn Độ, Tiệp Khắc, Pháp, Tây Ban Nha.v.v Mỹ đà từ lâu công nghệ khai thác gơng lò ngắn phát triển chiếm tỷ trọng không nhỏ khai thác than (25% than khai thác nớc) Liên Xô (cũ) từ năm 50 kỷ trớc đà tiến hành khai thác sử dụng công nghệ giới hoá gơng lò ngắn vùng than Donhetxk, ngoại vi Matxcơva Minuxinxk, Kudơnhetxk, Karagandinxk Ngày nớc có công nghiệp than phát triển, công nghệ khai thác gơng lò chợ ngắn đà đợc áp dụng bán giới hoá (công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, sử dụng lỗ khoan dài dàn tự hành thu hồi than Ba Lan ) giới hoá đồng Mỹ sử dụng loại máy combain hạng nặng, công suất cao đồng với băng tải (máng cào) liên động xe tự hành Các máy combain cho sản lợng khai thác lớn với vận tốc dịch chuyển gơng khai thác cao Việt Nam công nghệ khai thác gơng lò ngắn đợc bắt đầu nghiên cứu đa vào áp dụng thử nghiệm từ năm thập kỷ 80 nh công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng mỏ Mông Dơng, buồng lu than mỏ Mạo Khê, công nghệ khai buồng, buồng thợng chéo mỏ Vàng Danh, Mạo Khê, Công ty than Hòn Gai, Công ty than Hạ Long Những năm gần để thay công nghệ khai thác buồng, mỏ Hầm lò đà áp dụng đại trà công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng chống thuỷ lực thu hồi than hạ trần Công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng đà giải đợc vấn đề khai thác vỉa dày dốc đảm bảo an toàn lao động, sản lợng khai thác đạt bình quân 30.000 ữ 50.000 T/năm, suất lao động 2,0 ữ 3,5 T/công Nhng công nghệ khai thác đà áp dụng dạng thủ công, khấu gơng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ gỗ chống thuỷ lực Hiện nay, ngành khai thác than Hầm lò Việt Nam đà đẩy mạnh việc áp dụng công nghệ khai thác giới hoá từ đào lò, khai thác đến xúc bốc vận chuyển than Tuy nhiên khai thác phần giải đợc vấn đề áp dụng giới hoá công nghệ khai thác gơng Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn lò chợ dài Năm 2003 áp dụng thử nghiệm Công ty than Khe Chàm hệ thống khai thác bán giới hóa máy khấu MG- 200- W1 kết hợp giá thuỷ lực di động XDY- JF/Lr/T2/120JZ đạt công suất lò chợ 200.000 T/năm, suất lao động ữ T/công, giá thành khai thác giảm 10.000 ữ 15.000 đ/T so với khấu thủ công chống cột thuỷ lực đơn Từ kết đạt đợc thực tế với phơng châm nâng cao mức độ giới hóa khai thác, Công ty than Khe Chàm đà tiếp tục áp dụng dây chuyền giới hóa đồng máy khấu với dàn chống tự hành Qua giai đoạn thử nghiệm (tháng 6/2005 ữ 11/2005) cho thấy kết đạt đợc tơng đối khả quan với công suất lò chợ khoảng 400.000 T/năm, suất lao động 11,7 tấn/công Qua đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ khoáng sàng than vùng Quảng Ninh cho thấy 42,1% tổng trữ lợng phân bố khu vực vỉa dốc nghiêng α >350, ®ã vØa dèc ®øng α > 550 chiếm khoảng 10,6% Phần trữ lợng vỉa dốc nêu phần trữ lợng than đáng kể nằm trụ bảo vệ nhìn chung không cho phép áp dụng công nghệ khai thác gơng lò chợ dài mà phải áp dụng công nghệ khai thác gơng lò chợ ngắn Việc giải vấn đề lựa chọn công nghệ khai thác gơng lò chợ ngắn hợp lý theo hớng áp dụng giới hoá cần thiết cấp bách để góp phần đáp ứng yêu cầu tăng công suất khai thác đảm bảo an toàn lao động Tập đoàn Công nghiệp than - khoáng sản Việt Nam Mục tiêu đề tài nhằm hoàn thiện sơ đồ công nghệ khai thác gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp theo hớng áp dụng giới hoá nhằm tăng sản lợng nâng cao suất lao động, đảm bảo hiệu khai thác tăng cao mức độ an toàn lao động Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh - Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ khu vực có khả áp dụng công nghệ giới hoá gơng lò ngắn - Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng giới hoá điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ phức tạp tơng ứng nớc có công nghiƯp khai th¸c than ph¸t triĨn theo h−íng khai th¸c gơng lò ngắn - Đánh giá tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác gơng lò ngắn mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm hoàn thiện sơ đồ công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn điều kiện cụ thể Xây dựng hớng dẫn áp dụng công nghệ giới hoá gơng lò ngắn trong điều kiện mỏ hầm lò Quảng Ninh Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Chơng I Đánh giá tổng hợp trữ lợng điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ khoáng sàng than vùng qu¶ng ninh I Khái niệm hệ thống khai thác gơng lò ngắn I.1 Bản chất hệ thống khai thác Khi khai thác than phơng pháp hầm lò, hệ thống khai thác đợc phân làm hai loại: hệ thống khai thác gơng lò dài hệ thống khai thác gơng lò ngắn Cơ sở để phân loại phơng pháp tiến hành, chiều dài gơng khấu, phơng tiện thiết bị giới hoá, công nghệ khấu than hiệu kinh tế - kỹ thuật khai thác Các phơng pháp phơng tiện tiến hành công tác khai thác gơng lò chợ dài nh gơng lò chợ ngắn phụ thuộc vào xuất áp lực mỏ gơng lò Các gơng lò đợc gọi gơng lò ngắn xuất áp lực mỏ hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện bền vững lớp đá đờng cuối gơng lò Ngợc lại, xuất áp lực mỏ phụ thuộc không đáng kể vào điều kiện bền vững lớp đá mỏ cuối đờng gơng lò gọi gơng lò dài Đặc điểm hệ thống khai thác gơng lò ngắn trình khấu than tiến hành hầu hết gơng lò độc đạo, điều kiện thông gió hạ áp chung mỏ khó khăn Cũng khấu than buồng khấu tiến hành máy khấu trực diện gơng dẫn tới khu vực áp dụng có hiệu hệ thống khai thác gơng lò ngắn bị hạn chế Đối với số công nghệ khai thác gơng lò ngắn theo dạng lò chợ ngắn đồng thiết bị khai thác đợc sử dụng chung nh gơng lò chợ dài Trong điều kiện địa chất, mức độ khả giíi ho¸ khai th¸c ¸p dơng hƯ thèng khai th¸c gơng lò ngắn cho tiêu suất lao động cao giá thành than khai thác thấp so với áp dụng hệ thống khai thác gơng lò chợ dài Các gơng lò ngắn đợc ngăn cách với khu vực đất đá sập đổ trụ than bảo vệ, trụ than đợc khấu thu hồi phải để lại toàn bộ, hệ thống khai thác gơng lò ngắn tổn thất than tơng đối cao (40 ữ 50%) Trong hệ thống gơng lò chợ dài 15 ữ 30% Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Tác dụng trụ bảo vệ chỗ chúng gối đỡ, làm giảm triệt tiêu xuất áp lực gơng khai thác Điều cho phép giảm phần toàn việc chống giữ điều khiển đá vách gơng khai thác Thêm nữa, chống giữ gơng cho phép giới hoá tự động hoá khai thác Nh vậy, hiệu hệ thống khai thác gơng lò ngắn chỗ làm đơn giản điều kiện điều khiển đá vách cho phép tăng công suất lò chợ suất khai thác I.2 Phân loại hệ thống khai thác gơng lò ngắn Các hệ thống khai thác gơng lò ngắn đợc chia làm loại bao gồm: Buồng khấu; Khám; Lò chợ ngắn; Gơng hỗn hợp (buồng khám) - Hệ thống khai thác buồng có chiều rộng gơng khấu ữ 10 m, chiều dài trung bình 100 ữ 150 m (có lên tới 300 m), điều khiển áp lực mỏ trụ than bảo vệ - Hệ thống khai thác khám đợc phân thành loại: + Khám kín: buồng ngắn có chiều rộng từ ữ m, chiều dài trung bình 10 ữ 12 m, có đạt tới 20 ữ 25 m, giới hạn phía trụ than bảo vệ + Khám hở: buồng ngắn có kích thớc tơng tự khám kín nhng thay cho trụ than bảo vệ phía chống Khi khám hở có kích thớc rộng ữ m thờng đợc gọi dải khấu - Lò chợ ngắn: gơng khấu có chiều dài 10 ữ 50 m đợc chống giữ chống, có lối thoát thông gió cục hạ áp chung mỏ - Gơng hỗn hợp: có đặc tính buồng khám ¸p dơng ®èi víi hƯ thèng khai th¸c bng - cột Sự phân loại hệ thống khai thác gơng lò ngắn dựa yếu tố cần thiết có lò khởi điểm khai thác (xem bảng I.1) Các đờng lò khởi điểm khai thác sử dụng vỉa dày thoải, nh trờng hợp đặc biệt vỉa dốc nghiêng dốc đứng Theo bảng phân loại, hệ thống khai thác buồng lò khởi điểm đợc áp dụng cho vỉa thoải có chiều dày mỏng trung bình Hệ thống buồng mở rộng khấu giật đợc áp dụng vỉa dày thoải dốc nghiêng, trờng hợp đặc biệt áp dụng khai thác thuỷ lực vỉa mỏng dày trung bình HƯ thèng khai th¸c bng- l−u than ¸p dơng cho vỉa dày dốc đứng Đối với vỉa có chiều dày lớn 12 m áp dụng hệ thống khai thác buồng khấu giật kết hợp lu than Hệ thống khai thác buồng đợc sử dụng khai thác cần bảo vệ Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn công trình bề mặt (dới thành phố, công trình công nghiệp dới hồ nớc) Bảng phân loại hệ thống khai thác gơng lò ngắn Bảng I.1 Loại gơng khai thác Lò chợ Khám ngắn Đặc điểm Buồng Không có lò khởi điểm Buồng Bng kÕt hỵp víi më réng khÊu giËt Có lò khởi điểm Cột ngắn Buồng có khấu Cột dài Dải giật Th−ỵng chÐo khÊu Bng l−u than Dọc vỉa phân tầng - - Hỗn hợp Buồng- cét Buång cét khÊu giËt Buång cét khÊu giật lu than Đặc điểm hệ thống khai thác buồng điều khiển đá vách trụ than bảo vệ nên tổn thất than lớn, tổn thất than lớn phần than lấy đợc Khi độ sâu khai thác tăng lên tổn thất than trụ bảo vệ tăng hệ thống khai thác buồng thờng áp dụng khu vực nông, độ sâu khai thác lớn ¸p dơng hƯ thèng bng cét HƯ thèng khai th¸c buồng có đờng lò khởi điểm có u điểm giảm tổn thất than trụ bảo vệ khả an toàn khai thác không chống giữ nhng hạn chế chỗ giới hoá khâu đào lò Phơng pháp điều khiển đá vách hệ thống buồng khấu giật phá hoả Đối với hệ thống khai thác khám đòi hỏi phải đào khối lợng lớn đờng lò khởi điểm, phơng pháp điều khiển đá vách chủ yếu phá hoả Hệ thống khai thác khám gồm hệ thống khám - cột ngắn hệ thống khám - cột dài Hệ thống khai thác khám - cột ngắn: đợc tạo đờng lò khởi điểm khoanh vùng thành hình vuông hay hình chữ nhật có kích thớc không lớn (kích thớc chiều từ 15 ữ 25 m) sau khấu giật Ưu điểm hệ thống có khả thích hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ khác Hệ thống khai thác khám - cột dài: đợc áp dụng chủ yếu vỉa dày Phụ thuộc vào góc dốc vỉa tên gọi hệ thống có thay đổi: Đối với vỉa dốc nghiêng gọi hệ thống khai thác thợng chéo, vỉa dốc đứng gọi hệ thống dọc vỉa phân tầng Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Khấu than hai trờng hợp khám - cột ngắn khám - cột dài, vỉa thoải phơng pháp khoan nổ mìn combain, vỉa dốc nghiêng dốc đứng dùng phơng pháp khoan nổ mìn Trong số trờng hợp áp dụng phơng pháp khấu than sức nớc Hệ thống khai thác lò chợ ngắn đợc áp dụng khai thác khu vực vỉa có cấu tạo địa chất phức tạp có kích thớc khoáng sàng nhỏ trụ bảo vệ với trữ lợng không lớn Về chất hệ thống khai thác lò chợ ngắn không khác nhiều so với lò chợ dài, công tác chuẩn bị, trang thiết bị phục vụ khai thác nh máy khấu than, máng cào gơng khai thác, dàn chống bớc công nghệ khai thác đợc tiến hành tơng tự nh lò chợ dài Điểm khác biệt chiều dài lò chợ, lò chợ ngắn chiều dài gơng lò chợ dao động khoảng 10 ữ 50 m Hệ thống khai thác hỗn hợp bao gồm khấu than buồng khám Hệ thống đợc áp dụng để khấu tận thu trụ bảo vệ cột Thông thờng điều khiển đá vách phá hoả, trờng hợp áp dụng hệ thống buồng - cột khai thác vỉa dày điều khiển vách chèn lò toàn phần Phơng pháp khấu áp dụng phụ thuộc vào chiều dày góc dốc vỉa Đối với vỉa thoải có chiều dày vỉa trung bình mỏng khấu than khoan nổ mìn máy combain Đối với vỉa dày dốc nghiêng sử dụng khoan nổ dùng sức nớc, vỉa dốc sử dụng phơng pháp khoan nổ mìn II ảnh hởng yếu tố địa chất- kỹ thuật mỏ đến khả áp dụng giới hoá khai thác gơng lò ngắn Các yếu tố địa chất- kỹ thuật mỏ ¶nh h−ëng tíi viƯc lùa chän ¸p dơng hƯ thèng khai thác gơng lò ngắn bao gồm: chiều dày góc dốc vỉa than, độ biến động chiều dày, góc dốc vỉa than, độ bền vững đá trụ vách vỉa, tính chất độ cứng than, kiến tạo khoáng sàng, độ sâu khai thác, độ chứa khí II.1 Ỹu tè chiỊu dµy vµ gãc dèc vØa HiƯu áp dụng hệ thống khai thác gơng lò ngắn phụ thuộc nhiều vào chiều dày góc dốc vỉa Kinh nghiệm khai thác gơng lò ngắn thÕ giíi chØ r»ng chiỊu dµy tèi thiĨu cđa vØa than cho phÐp ¸p dơng hƯ thèng khai th¸c gơng lò ngắn có hiệu 0,75 ữ 0,9 m Giới hạn có liên quan tới kích thớc thiết bị khai thác nh máy combain, máy bốc xúc Khi khai thác áp dụng giới hoá gơng lò ngắn vỉa mỏng 0,75 m suất lao động công nhân đạt không 8,0 ữ 12,0 T/công Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 10 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Bảng tiêu KT-KT sơ đồ công nghệ áp dụng thử nghiệm TT Tên tiêu Đơn vị Bảng III.3 Khối lợng Chiều dày vỉa trung b×nh m 6,7 Gãc dèc vØa trung b×nh ®é 15 Tû träng cña than T/m3 1,45 Chiều dài gơng lò chợ m 45 Chiều dài trung bình theo phơng m 185 Chiều cao khấu m 2,5 Chiều dày lớp than hạ trần m 4,2 ChiÒu réng luång khÊu m 0,8 TiÕn độ khai thác ngày đêm m 6,4 10 Vật liệu chống lò chợ: Dàn tự hành VINAALTA- 2.0/3.15 11 Chống tăng cờng ngà ba lò đầu, lò chân 12 Sản lợng lò chợ ngày đêm Cột TLĐ, xà hộp T/ng-đ 1884 13 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,85 14 Hệ số tính đến thời gian khai thác thực tế - 0,7 15 Công suất lò chợ T/năm 400.000 16 Số công nhân lò chợ ngày đêm ngời 54 17 Năng suất lao động trực tiếp T/công 24,7 18 Chi phí lò chuẩn bị cho 1000 than m 11,0 19 Chi phí dầu nhũ tơng cho 1000 tÊn than kg 4,5 20 Chi phÝ n−íc s¹ch cho 1000 tÊn than m3 16 kWh/T 6,0 22 Chi phÝ khấu cho 1000 than Cái 1,0 23 Tổn thất than công nghệ % 22,6 21 Suất tiêu thụ điện Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 88 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn II đề xuất xây dựng sơ đồ công nghệ giới hoá gơng lò ngắn vỉa tây Vàng danh Xuất phát từ kết nghiên cứu đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất khoáng sàng than vùng Quảng Ninh cho thấy cần thiết phải nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác theo hớng áp dụng giới hóa phù hợp (trong dàn chống phơng tiện quan trọng dây chuyền công nghệ) nhằm nâng cao sản lợng khai thác, suất lao động, mức độ an toàn lao động giảm tổn thất than khai thác Trớc yêu cầu đó, Viện KHCN Mỏ đà phối hợp với Viện thiết kế máy mỏ Mátxcơva (GIPROUGLEMASH) CHLB Nga nghiên cứu thiết kế chế tạo dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần than KDT - áp dụng sơ đồ công nghệ giới hóa khai thác gơng lò ngắn phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ vùng Quảng Ninh (hình III.6) Dàn chống tự hành hạ trần than KDT-1 có thông số kỹ thuật thể bảng III.4 Giai đoạn đầu, loạt dàn chống KDT - đợc chế tạo CHLB Nga, tiếp đến chúng đợc phối hợp chế tạo đơn vị khí ngành than với tỷ lệ nội địa hoá khoảng 60 ữ 70% giá trị dàn chống Đặc tính kỹ thuật dàn chống KDT - Bảng III.4 TT Tên thông số Đơn vị Trị số mm 1650 ữ 2630 Chiều cao dµn chèng ChiỊu réng mét sÕcxi dµn chèng m 1,2 Bớc dịch chuyển dàn chống m 0,63 áp suất làm việc lớn hệ thống cung cấp áp lực cho dàn chống MPa 32 ¸p lùc lµm viƯc van an toµn cđa cét chèng Mpa 50 Sức chịu tải cột chống KN 1000 Sức chịu tải dàn chống KN 2000 áp lực lên gơng khai thác MPa 407 10 Kiểu hƯ thèng ®iỊu khiĨn PhÝm bÊm ®iỊu khiĨn 11 Khèi lợng sếcxi Tấn Viện Khoa học công nghệ Mỏ 5,43 Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 89 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Hình III.6 Dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần than KDT-1 Căn theo kết nghiên cứu, Viện KHCN Mỏ đà phối hợp với Công ty than Vàng Danh nghiên cứu xây dựng dự án áp dụng thử nghiệm giới hoá khai thác vỉa dày, dốc tổ hợp dàn tự hành KDT1 kết hợp máy đào lò AM- 50 vỉa dốc - Tây Vàng Danh- Công ty than Vàng Danh nhằm nâng cao mức độ tối đa giới hóa công tác chuẩn bị gơng khai thác, chống giữ, hạ trần thu hồi than vận chuyển liên tục (băng tải máng cào) Dự án đà đợc Hội đồng quản trị phê duyệt theo định số 2054/QĐ-HĐQT Tập đoàn than Việt Nam ngày 05 tháng 10 năm 2005 Địa điểm áp dụng thử nghiệm đà đợc Viện KHCN Mỏ Công ty than Vàng Danh thống lựa chọn vỉa dốc Tây Vàng Danh Qua đánh giá điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ khu vùc vØa dµy dèc cho thÊy, vØa dèc mức +122 ữ +260 khu Tây Vàng Danh có chiều dày thay đổi 6,0 ữ 10,0 m, trung bình 7,5 m Góc dốc vỉa từ 70 ữ 900, trung bình 750 Than vỉa thuộc loại bán antraxit, cứng, dòn dễ vỡ, trọng lợng thể tích than t = 1,65 T/m3, Nhiệt lợng thay đổi từ 4.466 ữ 8.027 Kcalo/kg Vách trực tiếp sét kết xen lẫn bột kết, chiều dày trung bình 5,0 m, trọng lợng thể tích tt = 2,65 g/cm3, cờng độ kháng nén trung bình nTB =250 ữ 350 KG/cm2 Vách lớp bột kết xen kẽ cát kết, chiều dày từ 10ữ30 m, trọng lợng thể tích cb = 2,69 g/cm3, cờng độ kháng nén nTB =519 KG/cm2, thuộc loại ổn định trung bình Trụ trực tiếp sét kết xen kẽ bột kết rắn vừa, chiều dày từ ữ m Đặc điểm điều kiện địa chất khu vực áp dụng thử nghiệm giới hoá gơng lò ngắn xem bảng III.5 Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 90 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Đặc điểm điều kiện địa chất vỉa dốc Tây Vàng Danh Cấu tạo vỉa than Ranh giới Chiều dày vỉa Số Chiều Chiều dày lớp dày đá riêng than kẹp kẹp Góc dốc Bảng III.5 Trữ lợng (103T) Địa chất Từ phay 4,42ữ10,10 0ữ0,70 4,42ữ9,70 58ữ80 553,0 F4ữLò 0ữ4 8,12 0,32 7,80 70 XV+122 Từ lò 0ữ0,68 4,50ữ9,51 55ữ85 XV+122 4,50ữ9,88 765,0 0ữ2 đến 7,5 0,30 7,30 75 phay F6 Tỉng céng 1.318,0 C«ng nghiƯp 414,7 573,7 988,4 Khu vực đợc chuẩn bị sở áp dụng hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng (lớp bằng) sử dụng tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50, hạ trần thu hồi than Khai trờng đợc chia làm hai cánh khai thác lò thợng trung tâm đào đá phía trơ vØa nèi tõ lß däc vØa møc +122 đến lò xuyên vỉa mức +260 Từ thợng đá tiến hành đào cúp xuyên vỉa gặp vỉa than (cúp nghiêng đảm bảo than tự chảy), sau đào lò dọc vỉa phân tầng với chiều cao phân tầng m lò dọc vỉa bám trụ Công tác chuẩn bị đợc giới hóa đồng máy combai đào lò AM - 50Z (hình III.7) kết hợp máng cào chuyển tải thi công đờng lò dọc vỉa phân tầng với tốc độ 250 ữ 300m/tháng, sản lợng từ gơng đào lò từ 50.000 ữ 60.000 tấn/năm Sơ đồ công nghệ đào chống lò chuẩn bị xem hình III.8 Hình III.7 Máy com bai đào lò AM-50Z Ba Lan Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 91 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Mặt cắt a - a Băng tải treo Máng cào treo B 1645 B Đoàn goòng 3T (1T) 700 700 700 700 Máy combai đào lò AM - 50Z 7470 50 Sàn treo thiết bị điện Băng tải treo c d Tích chở vật liệu Mặt cắt B - B Máng cào E Máng cào treo Đờng mônôray treo máng cào A A c ống gió đẩy 600 Đờng ống cấp nớc 100 d 1.Vị trí sàn treo thiết bị điện băng tải (mặt cắt C - C) Đờng ống cấp nớc φ 100 èng giã èng cÊp n−íc cao su φ100 2.Vị trí băng tải cầu chuyển tải (mặt cắt D - D) §−êng èng cÊp n−íc φ 100 E 3.Vị trí máy com bai AM- 50 (mặt cắt E - E) ống gió am-50 Hình III.8 Sơ đồ công nghệ giới hoá đào lò than tổ hợp máy combai Công nghệ đào chống lò sử dụng máy combai đợc thực nh sau: + Công tác phá gơng đào lò: đợc thực máy combai AM-50Z thay cho công tác khoan nổ mìn thông thờng Đầu cắt phá gơng đợc điều khiển, di chuyển theo dạng sơ đồ khấu khác nhau, tùy thuộc vào độ kiên cố, ổn định than - đá gơng Khi gơng lò gặp đá rắn, công tác cắt phá gơng gặp khó khăn, sử dụng cần khoan máy để khoan lỗ mìn, sau tiến hành nạp nổ phá đá + Công tác xúc bốc than - đá: đợc thực đồng thời với công tác cắt phá gơng phận cào vơ máy combai Sau đó, than - đá đợc vận chuyển máng cào liền với máy combai lên cầu chuyển tải (gồm hai máng cào) trớc đổ vào băng tải vận chuyển + Công tác chống lò: đợc thực sau đào phá gơng, xúc bốc vận chuyển hết phần than - đá vừa cắt gơng Công việc đợc tiến hành theo hai phơng pháp: chống cố định sau đào phá gơng chống tạm, sau chống cố định Việc lựa chọn phơng pháp chống lò phụ thuộc vào độ ổn định gơng lò công suất đào thiết bị Khi gơng than mềm yếu công suất đào thiết bị sử dụng cao nên áp dụng phơng pháp chống tạm sau chống cố định Khi gơng lò ổn định công suất đào thiết bị không lớn, nên chọn phơng pháp chống cố định Trong điều kiện Công ty than Vàng Danh, phần lớn vỉa than đất đá vây quanh có độ ổn định từ trung bình trở lên, sử dụng máy combai đào lò AM-50Z có công suất đào mức độ trung bình, nên chọn phơng pháp chống lò cố định sau đào phá gơng + Công tác vận tải than vật liệu: Xúc bốc than, đá đào lò gơng chủ yếu combai đảm nhận cấu tay vơ gạt đất đá vào băng tải máy, tiếp than, đất đá đào lò đợc chất tải trực tiếp qua cầu Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 92 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn chuyển tải lên băng tải hệ thống vận tải chung khu vực Vật liệu cấp cho gơng lò đợc vận chuyển vào gơng lò tích chuyên dùng chở vật liệu kết hợp với thủ công + Công tác thông gió: Thông gió cho gơng lò đợc thực theo phơng pháp thông gió cục bộ: quạt gió cục thông gió đẩy vào gơng theo ống gió + Hệ thống cung cấp điện: Điện áp 660V + Cung cấp nớc: Nớc có vai trò làm mát động máy khấu phun nớc dập bụi, đợc cấp vào gơng theo hƯ thèng èng dÉn kim lo¹i φ108 mm tõ bĨ chứa mặt cửa lò với lu lợng yêu cầu 50 lít/phút Bể chứa nớc đợc đặt vị trí cao cốt cao đờng lò để tạo độ chênh áp + Thoát nớc: Nớc từ gơng lò thoát tự chảy theo rÃnh lò Trong trờng hợp lu lợng lớn, việc thoát nớc tự chảy không đảm bảo bố trí thêm hệ thống thoát nớc máy bơm + Cảnh báo khí mê tan: Để đảm bảo an toàn cháy nổ khí cần phải lắp đặt hệ thống cảnh báo khí mê tan Thiết bị cảnh báo báo động cắt điện lò nồng độ khí mêtan vợt giá trị cho phép + Thông tin liên lạc: Đợc trang bị đồng với dây chuyền đào lò giới hoá nhằm nâng cao lực điều hành, đạo sản xuất góp phần nâng cao suất tốc độ đào lò Sau kết thúc diện đào lò, máy combai đợc tháo rời thành phận đợc chuyển xuống lắp đặt lại phân tầng dới tích chuyên dụng kết hợp với palăng tời Công tác khai thác đợc tiến hành đồng thời hai gơng khai thác chia líp b»ng sư dơng dµn tù hµnh cã kÕt cấu hạ trần thu hồi than với chiều cao khấu lò chợ 2,5 m, thu hồi 5,5 m lớp than nóc, công suất gơng 75.000 ữ 85.000 tấn/năm Tổng sản lợng từ gơng khai thác gơng đào lò đạt 200.000 ữ 230.000 tấn/năm Đồng thiết bị đợc tiến hành lựa chọn cân đối thiết bị mỏ có đầu t nhằm huy động tối đa khả giới hoá khai thác (bảng III.6) Sơ đồ công nghệ giới hoá khai thác vỉa dày, dốc tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50 vỉa dốc -Tây Vàng Danh thể hình III.9 Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 93 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Đồng thiết bị giới hoá đào lò khai thác Bảng III.6 TT I II Tên thiết bị Quy cách mà hiệu Đồng thiết bị giới hóa đào lò Khởi động từ cho máy đào lò OWZ-1404K(RK-31) Máy đào lò AM-50Z Tời thủy lùc 9,7 kN KG-0000 Sóng thđy lùc 1W-12 ThiÕt bÞ kiểm soát mêtan MK-4 Đồng thiết bị khai thác Dàn tự hành lò chợ KDT1 Dàn chắn trụ Dàn chắn vách Kích phụ trợ Linh kiện dự phòng (10%) Cột thủy lực đơn DZ25-25/100 Xà khớp HDJB-1200 Bộ lắp đặt dàn KBZ-400/660 áptômát 10 Khởi động từ 125 11 Trạm bơm dung dịch CH90/32 III Thiết bị vận tải, thông gió, thoát nớc, nén khí Băng tải dài 400 m SPJ-650/22 Máng cào dài 100 m SGB-420/30 Máy chuyển tải 25 m SGB-420/22 Máng cào gơng thu hồi SGB-420/22 Tời kéo JH-14 Quạt gió BM-6M Quạt gió YBT-52-2 Bơm nớc YDB-10/15 10 Máy nén khí 3IIIIIB-5 11 Khoan điện MZ-12 IV Thiết bị khác Hệ thống thông tin (5 điện thoại) TTPN-15/7 Máy đo khí mêtan M-1c a Viện Khoa học công nghệ Mỏ Đơn Số vị lợng chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc 1 1 chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc bé chiÕc chiÕc bé chiÕc 12 2 80 80 1 chiÕc bé chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc 3 2 1 Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 94 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Lò xuyên vỉa thông gió +260 Thợng đá +122 ữ +260 Khu vực đà khai thác Lò dọc vỉa thông gió møc +260 CL +256 +252 +244 +236 +228 +220 Moong Lé thiªn +195 +212 Phay +204 +196 FM +188 hg Ran +172 iới bảo Lò dọc vỉa mức +122 +180 +164 30 su vệ +156 Lò dọc vỉa phân tầng +148 ối +140 +134 90-100m Lò xuyên vỉa +122 360m Các cúp nối xuyên vỉa Mặt cắt b-b Mặt cắt c-c 1300 1200 1200 1200 1800 8500 2500 4000 ° 80 ° ° 80 Lß xuyên vỉa vận tải 90 8000 3000 7500 800 8000 5500 1200 1000 7500 650 3500 8300 1000 700 Lò thợng đào đá 75 75 20m Lò dọc vỉa phân tầng 8000 Dàn tự hành KDT-1 Hình III.9 Sơ đồ công nghệ giới hoá khai thác lò chợ chia lớp sử dụng dàn chống KDT-1 Khu vực khai thác đợc chia thành hai cánh, cánh chia tầng thành phân tầng với chiều cao phân tầng 8,0 m (chiều dài theo hớng dốc phân tầng 8,3 m) lò dọc vỉa bám trụ Việc đào đờng lò dọc vỉa phân tầng đợc thực máy combai đào lò Để đảm bảo thuận lợi trình thông gió, vận tải lại, lò dọc vỉa phân tầng mức đợc thông với lò nối thông gió Các lò nối cách theo phơng 80 ữ 100 m Sau đào xong lò dọc vỉa phân tầng tiến hành đào cúp mở lò chợ để khai thác phân tầng đó; cúp mở lò chợ nằm ngang đợc đào từ lò dọc vỉa phân tầng sang vách vỉa Tại thợng khởi điểm, tiến hành lắp đặt dàn chống tự hành KDT-1 để chống giữ gơng khai thác + Công tác khai thác: phạm vi khai thác tiến hành khấu giật từ biên giới khai thác cánh thợng Trung tâm Trong trình khai thác gơng khấu tiến hành hạ trần thu hồi than Phân tầng có chiều cao 8,0 m; khấu lò chợ 2,5 m thu hồi 5,5 m lớp than nóc; chống giữ gơng khấu dàn chống tự hành KDT-1 Trong trình thử nghiệm tiến hành xem xét đa vào áp dụng giới hoá khoan nổ mìn lỗ khoan dài nhằm tăng chiều cao tầng đến khoảng 16 ữ 18 m + Công tác thông gió: sử dụng thông gió cục bộ, phơng pháp thông gió đẩy, cấp gió cho gơng khai thác + Công tác vận tải: than khai thác từ gơng khấu theo máng cào xuống máng cào lò dọc vỉa phân tầng, qua cúp nối xuống băng tải lò dọc vỉa phân tầng dới, qua thợng Trung tâm rót xuống goòng lò vận Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 95 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn chuyển mức +122 đợc tàu điện kéo mặt cửa lò +122 + Công tác thoát nớc: khu vực lò chợ nằm mức thông thuỷ, nên sử dụng sơ đồ thoát nớc tự nhiên, đờng lò dọc vỉa đợc đào với độ dốc ữ 50/00, nớc tự chảy theo rÃnh nớc cửa lò Trên sở biểu đồ tổ chức công việc, biểu đồ bố trí nhân lực quy trình công nghệ khai thác nh chi phí cần thiết cho lò chợ thử nghiệm, đà xây dựng tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật sơ đồ công nghệ áp dụng thử nghiệm (thể bảng III.7) Các tiêu kinh tế kỹ thuật sơ đồ công nghệ giới hoá khai thác vỉa khu Tây Vàng Danh Bảng III.7 TT Tên tiêu Đơn vị Số lợng Chiều dày vØa trung b×nh m 7,5 Gãc dèc vØa trung bình độ 75 Chiều cao phân tầng khai thác m 8,0 ChiỊu cao g−¬ng khÊu m 2,5 Chiều dày lớp than hạ trần m 5,5 Trọng lợng thể tích than T/m3 1,65 Tiến độ khấu chu kỳ m 1,2 Sản lợng khai thác chu kỳ Tấn 72,4 Sản lợng ngày đêm (khai thác đào lò) T/ng- đ 693 10 Sản lợng khai thác trung bình tháng T/tháng 17.325 11 Công suất khai thác T/năm 207.900 12 Năng suất lao động trực tiếp bình quân T/công 7,69 13 Chi phÝ thuèc næ cho 1000 T Kg 107 14 Chi phÝ kÝp næ cho 1000 T KÝp 207 15 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 T m 14,6 16 Chi phí dung dịch nhũ hoá cho 1000 T Kg 70 17 Tỉn thÊt c«ng nghƯ % 22,27 Qua phân tích đánh giá điều kiện địa chất kü thuËt khu vùc vØa dèc møc +122 ÷ +260 với việc áp dụng thử nghiệm công nghệ giới hoá khai Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 96 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn thác tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50Z có hiệu với tiêu kinh tế nh sau: + Tổng dự toán: 17.796,63 triệu đồng + Giá trị thực (NPV): 3.644,34 triệu đồng + Thời gian hoàn vốn (T): 2,5 năm + Tỷ lệ lÃi nội (IRR): 16,35 % + Lợi nhuận ròng (Pn): 33.756,24 triệu đồng Xét mặt kinh tế, việc áp dụng thử nghiệm giới hoá khai thác tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50Z đem lại hiệu lớn cho Công ty than Vàng Danh nh nâng cao suất lao động, giảm đợc giá thành khai thác giảm tổn thất so với công nghệ khai thác truyền thống công nghệ khai thác buồng thợng, tăng công suất lò chợ Trên sở tạo điều kiện cho Công ty nâng cao sản lợng khai thác than theo yêu cầu Tập đoàn than - khoáng sản Việt Nam, nâng cao hiệu công tác đào lò, khấu than lò chợ, tạo điều kiện cải thiện điều kiện làm việc ngời lao động cuối lợi nhuận cho doanh nghiệp Việc áp dụng thành công công nghệ giới hoá khai thác tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50Z giúp Công ty than Vàng Danh áp dụng rộng rÃi khu vực có điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ cho phép sở quan trọng để nhân rộng mô hình công nghệ cho nhiều đơn vị thuộc Tập đoàn than - khoáng sản Việt Nam, đồng thời thực tốt chủ trơng, đờng lối công nghiệp hóa đại hóa ngành than III Kết luận Trên sở kết nghiên cứu đánh giá tổng hợp trữ lợng đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ khu vực khoáng sàng vùng Quảng Ninh, kế hoạch phát triển sản lợng khai thác than Công ty than hầm lò giai đoạn đến 2005 ữ 2010 xu hớng đổi công nghệ khai thác hầm lò Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản Việt Nam, trớc mắt đề xuất định hớng phát triển công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn có khả áp dụng với tỷ trọng lớn khoáng sàng than vùng Quảng Ninh đặc trng cho phạm vi vỉa dày bao gồm: - Công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn vỉa dày, dốc thoải đến nghiêng Địa điểm lựa chọn áp dụng thử nghiệm vỉa 10 mức 150 ữ lộ Công ty than Hà Lầm Khu vực đợc lựa chọn áp dụng công nghệ giới hoá đồng khai thác lò chợ hạ trần than với chiều dài theo độ dốc lò chợ 45 ữ 50 m Đồng thiết bị đợc lựa chọn dựa sở thiết bị Công hoà Séc sản xuất bao gồm: dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần than VINAALTA- 2.0/3.15 (đợc chế tạo kết hợp Cộng hoà Séc ViƯt Nam), m¸y combai khÊu than MB12-2V2P/R-450E, ViƯn Khoa häc công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 97 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn máng cào gơng khai thác DSS 208, máy chuyền tải lò dọc vỉa DSS 190, băng tải lò dọc vỉa DP 800, hệ thống cung cấp dung dịch nhũ hóa HA 80, thiết bị đồng hệ thống vận chuyển thiết bị mônôray treo ZD 24 100m (bao gåm hƯ thèng 500m m«n«ray) Với công nghệ khai thác đồng thiết bị giới hoá lựa chọn khu vực áp dụng đợc khai thác với công suất 400.000 T/năm; suất lao động đạt 24,7 T/công Qua tính toán kết phân tích kinh tế thấy việc đầu t áp dụng thử nghiệm công nghệ giới hóa khai thác gơng khấu ngắn sử dụng dàn chống tự hành thu håi than nãc chÕ t¹o t¹i ViƯt Nam cho vỉa 10 Công ty than Hà Lầm có hiệu quả, với vốn đầu t: 147.499,84 triệu đồng, với số vốn đầu t cố định là: 105.013,24 triệu đồng kết hợp với vốn có Công ty, sau khai thác phần trữ lợng dự kiến hoàn hết vốn đầu t cho hiệu với lợi nhuận ròng (Pn) 40.534,83 triệu đồng thời gian hoàn vốn 4,4 năm - Công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn vỉa dày dốc Địa điểm lựa chọn áp dụng thử nghiệm vỉa Tây Vàng Danh- Công ty than Vàng Danh Khu vực đợc chuẩn bị sở áp dụng hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng (lớp bằng) sử dụng tổ hợp dàn tự hành KDT- kết hợp máy đào lò AM- 50, hạ trần thu hồi than Công suất khai thác khu vực đạt 200.000 T/năm, suất lao động đạt 7,7 T/công Qua phân tích hiệu kinh tế cho thấy việc áp dụng công nghệ khai thác nêu đem lại hiệu cho Công ty than Vàng Danh với tiêu kinh tế nh sau: tổng dự toán 17.796,63 triệu đồng; lợi nhuận ròng (Pn) 33.756,24 triệu đồng; thời gian hoàn vốn 2,5 năm Việc đầu t áp dụng công nghệ nêu vào thực tế sản xuất thành công mang lại hiệu kinh tÕ vµ x· héi nh− sau: - Më khả chế tạo dàn chống đơn vị khí ngành than, sản phẩm dàn chống với giá thành giảm dàn chống tơng đơng nhập ngoại, đợc sử dụng rộng rÃi mỏ than hầm lò góp phần giảm đáng kể chi phí ngoại tệ nhập khẩu, tăng hiệu khai thác so với loại chống đợc sử dụng ngành than - Nâng cao trình độ chuyên môn trình độ nghiên cứu khoa học cho cán kỹ thuật mỏ lĩnh vực công nghệ thiết bị giới hóa khai thác nói chung điều kiện vỉa dày, dốc nói riêng - Góp phần đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn, trình độ ứng dụng công nghệ đại vào sản xuất cho cán kỹ thuật Công ty khai thác than hầm lò Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - Đẩy mạnh phối kết hợp nghiên cứu ứng dụng thực tế sản xuất nâng cao trình độ nghiên cứu, phân tích, xử lý giải pháp kỹ thuật sản xuất - Góp phần thúc đẩy phát triển ngành khí lĩnh vực khai thác mỏ Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 98 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn Kết luận kiến nghị Trớc yêu cầu tăng nhanh sản lợng khai thác, suất lao động, hiệu khai thác nâng cao mức độ an toàn lao động khai thác than hầm lò nay, Công ty than Hầm lò khác phải tiến hành đổi công nghệ theo hớng đầu t áp dụng giới hoá Tuy nhiên với đặc điểm điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh, việc đầu t áp dụng giới hoá cần phải đợc tiến hành đa dạng với nhiều mô hình công nghệ dây chuyền đồng thiết bị giới hoá kèm theo để lựa chọn đợc công nghệ khai thác hợp lý cho khu vực cụ thể Trên sở tiến hành hoàn thiện mở rộng áp dụng công nghệ khu vực có điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ tơng tự Nghiên cứu áp dụng giới hoá gơng lò ngắn điều kiện địa chất phức tạp vùng Quảng Ninh góp phần định hớng giúp Công ty than Hầm lò lựa chọn đợc công nghệ khai thác hợp lý khoáng sàng than quản lý khai thác Với kết nghiên cứu đạt đợc rút số kết luận đề tài đà thực bao gồm: Đề tài đà tiến hành đánh giá tổng hợp trữ lợng đặc điểm điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ vùng Quảng Ninh bao gồm khoáng sàng thuộc Công ty than Mạo Khê, Vàng Danh, Uông Bí, Hòn Gai, Hà Lầm, Quang Hanh (khoáng sàng Đông Bắc Ngà Hai) Dơng Huy (khoáng sàng Khe Tam) theo mức khai thác thăm dò địa chất Trong khoáng sàng đề tài tập trung đánh giá vỉa than có trữ lợng lớn đối tợng khai thác Công ty Một số khu vực vỉa than có trữ lợng nhỏ, điều kiện khai thác khó khăn nên đề tài không xem xét đánh giá Kết đánh giá cho kết định lợng cụ thể khu vực đánh giá tỷ mỉ định hớng chung cho toàn khu vực khoáng sàng lại vùng Quảng Ninh Qua kết đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ cho thấy khoáng sàng than vùng Quảng Ninh (tổng trữ lợng địa chất đánh giá 490.365,7 ngàn tấn) tơng đối thuận lợi áp dụng công nghệ giới hoá khai thác gơng lò ngắn với tổng trữ lợng địa chất có khả áp dụng 164.075,2 nghìn tập trung phạm vi sau: - Các khu vực có góc dốc lớn 45 (125.810,4 nghìn tấn) với phạm vi chiều dày: + Phạm vi chiều dày mỏng trung bình 3,5 m chiếm 41,54% tổng trữ lợng địa chất khu vực vỉa dốc + Phạm vi chiều dày 3,5 ữ 6,0 m chiếm 26,52% tổng trữ lợng địa chất khu vực vỉa dốc + Phạm vi chiều dày 6,01 ữ 10,0 m chiếm 17,65% tổng trữ lợng địa chất khu vực vỉa dốc + Phạm vi chiều dày lớn 10,0 m chiếm 14,30% tổng trữ lợng địa Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 99 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn chất khu vùc vØa dèc - C¸c khu vùc cã gãc dèc nhỏ 45 với chiều dài theo phơng nhỏ 300 m đá vách trực tiếp thuộc loại bền vững (38.264,9 nghìn tấn) tập trung phạm vi: + Phạm vi chiều dày > 5,0 m, góc dốc 15 ữ 25 chiếm 14,01% tổng trữ lợng; tập trung khoáng sàng Vàng Danh (7,2%), Than Thùng Yên Tử (5,2%) Hà Lầm (1,6%) + Phạm vi chiều dày vỉa 1,2 ữ 2,0 m, góc dốc 35 ữ 45 chiếm 13,83%; tập trung khoáng sàng Mạo Khê (13,5%) Vàng Danh (0,3%) + Phạm vi chiều dày > 5,0 m, góc dốc 25 ữ 35 chiếm 12,63% tập trung khoáng sàng Vàng Danh (9,8 %); Hà Lầm (1,5%) Than Thùng Yên Tử (1,4%) + Phạm vi chiều dày vỉa 2,01 ữ 3,5 m, góc dốc 25 ữ 35 chiếm 9,63% tập trung khu vực Vàng Danh (4,4%); Dơng Huy (1,8%); Mạo Khê (1,4%); Than Thùng- Yên Tử (1,1%) Ngà Hai (0,9%) + Phạm vi chiều dày vỉa 3,5 ữ 5,0 m, gãc dèc vØa 25 ÷ 35° chiÕm 9,56% tËp trung khoáng sàng Vàng Danh (7,2%); Than Thùng - Yên Tử (1,1%); Hà Lầm 90,7%) Mạo Khê (0,6%) Việc lựa chọn công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn hợp lý cần xem xét cụ thể tới yếu tố ảnh hởng đến hiệu áp dụng: chiều dày, góc dốc vỉa than; độ biến động chiều dày, góc dốc vỉa; đặc điểm đá vách đá trụ vỉa, kiến tạo vỉa tính chất than, đặc điểm độ chứa khí, độ sâu khai thác hệ số tổn thất than Trên sở đánh giá tình hình phát triển công nghệ giới hóa gơng lò ngắn giới đặc điểm điều kiện địa chất khoáng sàng than vùng Quảng Ninh, nhận định điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ phức tạp, mục tiêu phát triển xây dựng gơng lò ngắn giới hóa với công suất hợp lý 200.000 ữ 400.000 T/năm nơi khả áp dụng giới hóa lò chợ dài áp dụng nhng hiệu dựa sở sơ đồ công nghệ khai thác sau: - Sơ đồ công nghệ khai thác giới hoá lò chợ ngắn (cột dài theo phơng, cột dài theo phơng hạ trần than nóc, chia lớp nghiêng có lớp đệm nhân tạo lớp khấu chia lớp nghiêng hạ trần than lớp giữa) vỉa có góc dốc vỉa đến 45, chiều dày vỉa từ mỏng đến dày Đồng thiết bị giới hoá sử dụng nh lò chợ dài - Sơ đồ công nghệ khai thác giới hóa lò chợ ngắn theo hớng dốc vỉa có góc dốc lớn 35, chiều dày mỏng trung bình Đồng thiết bị sử dụng dàn chống tự hành với máy khấu than máy bào than Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 100 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn - Sơ đồ công nghệ khai thác giới hoá chia lớp bằng, chia lớp ngang nghiêng vỉa dày, góc dốc lớn 45 Chống giữ lò chợ chống thuỷ lực, khấu gơng máy com bai thủ công Xem xét vấn đề nâng cao chiều cao phân tầng khai thác cách sử dụng lỗ khoan dài với phơng pháp giới nạp nổ mìn - Sơ đồ công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, sử dụng máy combai đào lò kết hợp lỗ khoan dài vỉa có góc dốc lớn 45, chiều dày từ trung bình đến dày Để áp dụng có hiệu sơ đồ công nghệ khai thác gơng lò ngắn, cần giải vấn đề nghiên cứu lựa chọn khu vực áp dụng hợp lý, tăng tốc độ đào lò than thông qua việc giới hóa đào lò chuẩn bị, giới hóa khâu chống giữ đờng lò chuẩn bị trình khai thác lò chợ, giới hóa khâu vận tải từ lò chợ mặt công nghiệp, đa vào áp dụng thiết bị thông gió cục đờng ống gió với lu lợng lớn Việc phát triển công nghệ giới hoá gơng lò ngắn cần đợc thực đờng chuyển giao công nghệ từ nớc bớc đầu thử nghiệm áp dụng mỏ có điều kiện địa chất thuận lợi, từ nghiên cứu phát triển áp dụng mỏ khác Quá trình thực cần sử dụng kết nghiên cứu đà có kinh nghiệm thực tiễn trình áp dụng thử nghiệm giới hóa khai thác gơng lò chợ dài Trên sở kết nghiên cứu đánh giá tổng hợp trữ lợng đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ khu vực khoáng sàng vùng Quảng Ninh, kế hoạch phát triển sản lợng khai thác than Công ty than hầm lò giai đoạn đến 2005 ữ 2010 xu hớng đổi công nghệ khai thác hầm lò Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản Việt Nam, đề tài đà lựa chọn thiết kế công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn có khả áp dụng với tỷ trọng lớn khoáng sàng than vùng Quảng Ninh đặc trng cho phạm vi vỉa dày bao gồm: - Công nghệ khai thác giới hoá đồng hạ trần than với chiều dài theo độ dốc lò chợ 45 ữ 50 m áp dụng cho vỉa dày dốc thoải đến nghiêng vỉa 10 Công ty than Hà Lầm - Công nghệ khai thác giới hoá chia lớp ngang nghiêng (lớp bằng) sử dụng tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50, hạ trần thu hồi than áp dụng vỉa dốc Tây Vàng Danh- Công ty than Vàng Danh Mặc dù cha đợc áp dụng thử nghiệm thực tế sản xuÊt, song qua tÝnh to¸n thiÕt kÕ cho thÊy c¸c công nghệ dự kiến áp dụng thử nghiệm mang lại hiệu kinh tế- kỹ thuật cho nhà đầu t Việc đầu t áp dụng công nghệ nêu vào thực tế sản xuất thành công mang lại hiệu kinh tế x· héi nh− sau: ViƯn Khoa häc c«ng nghƯ Má Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 101 Nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác giới hoá gơng lò ngắn - Mở khả chế tạo dàn chống đơn vị khí ngành than, sản phẩm dàn chống với giá thành giảm dàn chống tơng đơng nhập ngoại, đợc sử dụng rộng rÃi mỏ than hầm lò góp phần giảm đáng kể chi phí ngoại tệ nhập khẩu, tăng hiệu khai thác so với loại chống đợc sử dụng ngành than - Nâng cao trình độ chuyên môn trình độ nghiên cứu khoa học cho cán kỹ thuật mỏ lĩnh vực công nghệ thiết bị giới hóa khai thác nói chung điều kiện vỉa dày, dốc nói riêng - Góp phần đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn, trình độ ứng dụng công nghệ đại vào sản xuất cho cán kỹ thuật công ty khai thác than hầm lò Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - Đẩy mạnh phối kết hợp nghiên cứu ứng dụng thực tế sản xuất nâng cao trình độ nghiên cứu, phân tích, xử lý giải pháp kỹ thuật sản xuất - Góp phần thúc đẩy phát triển ngành khí lĩnh vực khai thác mỏ Đề nghị Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam tiếp tục giúp đỡ tạo điều kiện để đề tài đợc triển khai áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác đề xuất thực tế sản xuất Nhóm đề tài cám ơn giúp đỡ tạo điều kiện Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam, hợp tác chuyên gia ngành hỗ trợ đề tài trình triển khai thực hiện, cán kỹ thuật Công ty than Vàng Danh, Công ty than Hà Lầm Công ty khai thác than hầm lò khác đà tham gia vào xây dựng phơng án nghiên cứu đề xuất công nghệ khai thác thử nghiệm Viện Khoa học công nghệ Mỏ Phòng công nghệ khai thác Hầm lò 102